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储能在能源变革中担当重任

作者:admin     阅览次数:512      发布时间:2019-08-13     [返回上一页]

  从能源的整体发展来看,可再生能源是未来,但是在很长一段时间里,它仍然要与传统能源共存。可再生能源由于间歇性、不连续、不稳定,使电网时常面临巨大考验,在能源变革的过程中带来了许多矛盾。而储能的出现,为解决这些矛盾提供了另一种思路——

  在中国大气治理的背景下,如何促进可再生能源的消纳,储能广泛地应用无疑是解决这一问题的一剂良药,而且未来随着能源互联网的发展,不仅仅是电,包括储热、储氢在内的多种形式的储能也将发挥重要的补充作用。

  “储能国际峰会暨展览会2019”近日在北京举行。其间同步召开了首届世界储能技术大会,来自全球30多个国家和地区的储能行业精英,就世界储能产业发展热点、难点话题进行了深入研讨,共同为我国储能行业问诊把脉,献言建策。

  如今的储能产业,无论是锂电、液流、压缩空气、飞轮储能,还是钠离子储能等,技术发展日新月异,技术创新和应用创新是行业发展的焦点。

  储能在成长,为能源变革带来惊喜。根据大会发布的《储能产业研究白皮书2019》(以下简称白皮书),2019年,受光伏新政的压力以及自身技术水平提高等因素的影响,储能迎来了新的发展拐点。特别是随着今年更多储能项目的落地,储能产业也有望从示范应用步入商业化初期的重要阶段。

  技术成长 储能萤火微光起步必将对能源施加重要影响

  从全球来看,各国都在布局储能的发展。根据中国能源研究会储能专委会/中关村储能产业技术联盟(CNESA)全球储能项目库的不完全统计,截至2018年年底,中国已投运储能项目的累计规模达到31.3吉瓦;其中电化学储能项目的累计规模为1072.7兆瓦,是2017年累计投运总规模的2.8倍,新增投运规模682.9兆瓦,同比增长464.4%。

  我国着眼能源产业全局和长远发展需求,2017年10月,国家能源局会同国家发展改革委、财政部、科学技术部、工业和信息化部五部委联合发布了《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》(发改能源〔2017〕1701号),并提出了“十三五”和“十四五”的发展规划:“十三五”期间,重点实现主要储能技术达到国际先进水平,建成一批不同技术类型、不同应用场景的试点示范项目,做好标准、制度体系的基础搭建,推动储能商业化初期目标实现。“十四五”期间,储能项目将得到广泛应用,储能产业体系将健全完善,使之成为能源领域经济新增长点;基于电力与能源市场形成多种储能商业模式,形成国内外主流业务市场的全覆盖,实现储能产业全面规模化和商业化发展。

  过去很长一段时间里,储能或许像萤火一样较为微弱,但是未来十年,储能无疑将壮大起来,对整个能源施加重要的影响。

  中关村储能产业技术联盟理事长、中国能源研究会储能专业委员会主任、中国科学院工程热物理研究所副所长陈海生告诉记者,2019年,中国储能的春天已经到来。2018年,在《关于促进储能技术与产业发展指导意见》等政策的推动下,超过13个省份和地区出台了相关储能政策,市场活力得到了激发。技术方面,我们将看到多条技术路线的不断突破,包括:固态半固态锂电池、钠系电池、液流电池新体系快速发展、抽水蓄能、压缩空气、蓄冷蓄热、飞轮等物理储能技术实现突破,以及储氢技术的快速进步等。产业方面,多批储能项目落户地方,储能在越来越多的应用场景展现了价值,众多储能企业蓬勃发展。

  中关村储能产业技术联盟创始人/现任联盟常务副理事长俞振华介绍,储能技术已经收窄了成本目标,三个赛道逐渐形成:以成本为终极目标的储能技术对标动力锂电池,最低成本不断被刷新,低于0.3元/千瓦时的度电成本有望在今年实现;以满足功率型或混合型应用的非传统锂电技术,包括各类物理与化学储能技术已经在各类电力市场成为新应用领域的排头兵;以氢能为代表的第三赛道领跑者已经开始起跑,有希望重新走上动力锂电的发展征程。

  2019年将是令人振奋的一年。技术方面,我们将看到多条技术路线的不断突破,包括:固态电解质技术带动的锂电全面升级、各类钠系电池技术的快速发展、液流电池的新体系突破及与锂电的交叉融合、各类物理储能的项目落地以及储氢技术的快速进步等。

  “产业方面,储能技术作为配合电力、光伏与电动汽车等诸多产业,未来融合交通与能源,终结煤炭石油等化石能源的重要支撑技术,将会在越来越多的应用场景展现价值,其也必将成为我国能源领域的必要组成部分。政策法规方面,我们相信相关政府部门会越来越理解储能产业发展的痛点,制定出更切合实际的扶持政策和法律法规。”俞振华说。

  各种储能形式已存在数十年,为何电池储能当前独占鳌头?最显而易见的答案是,其成本的下降以及性能的改善,这在锂离子电池方面尤为突出。同时,锂离子电池的崛起也受益于不断扩大的电动汽车市场。

  市场政策 没有补贴的储能产业顽强探索商业化道路

  近年来,全球储能产业快速发展,我国也在储能技术创新和市场应用方面积极寻求突破。储能作为智能电网、可再生能源高占比能源系统、“互联网+”智慧能源的重要组成部分和关键支撑技术,对构建“清洁低碳、安全高效”的现代能源产业体系所具有的广泛而重要的作用,正在加速体现。然而,不同于风电、光伏发展初期国家的补贴政策支持,国家对于储能产业似乎并不打算进行直接的补贴,而是交由市场去决定。

  2018年12月,由中国能源研究会储能专委会、中关村储能产业技术联盟编著的《储能产业发展蓝皮书》(以下简称蓝皮书),蓝皮书共4个篇章、10个分章,系统展现了国内外储能产业发展现状,研究了储能技术特性和市场化应用模式,提出了产业发展阶段所面临的政策和市场环境问题。蓝皮书还分析了近十年储能产业发展走势及各国储能产业发展历程中的成果,可为未来我国支持储能产业发展提供经验借鉴。

  蓝皮书顾问专家、中国工程院院士杨裕生表示,未来我国要分阶段实现储能产业从示范推广到商业化初期、再到全面商业化的转变。未来,随着储能成本的不断下降,储能商业化进程的加快发展,储能将在国内应用于更广泛的领域。

  俞振华介绍,在《关于促进储能技术与产业发展指导意见》中,提出要在“十三五”要使储能产业达到商业化初期。但是,储能在未来十年甚至更长的时间也将扮演越来越多的角色。储能的商业化将成为现实。在未来的能源互联网中,不仅仅是电,包括储热、储氢在内的多种形式的储能也将发挥重要的补充作用。

  事实上,目前储能的项目已然很多,但是主要的商业模式集中于发电侧、用户侧以及辅助服务市场。2017年6月,国家能源局下发《关于公布首批“互联网+”智慧能源(能源互联网)示范项目的通知》,在项目名单中,延长石油1GW风光气氢牧能源互联网示范项目、风光氢储互补型智能微电网示范项目、湖州长兴新能源小镇“源网荷储售”一体化能源互联网示范项目和广西钦州渔光风储“互联网+”智慧能源示范项目在项目名称中便凸显了储能。

  正如可以预见新兴技术的出现一样,产业政策规范和市场机制建设显著落后于当今存在的储能技术。受降价减负和消防规范缺失政策影响,过去几年,一直引领产业发展的用户侧储能项目表现欠佳,“希望有关部门和相关各方尽快促成可行的消防规范,也期望地方政府在未来制定政策时能有更加深入的考量和设计。”陈海生介绍,相比于产业应用的有关合作方,储能企业普遍规模偏小,缺乏话语权,联盟希望大家团结起来,共同推进市场建设和政策的落实。即使暂时承受挫折,也请大家不要气馁,要相信“病树前头万木春”。

  从全球范围来看,现行产业政策是在开发新的储能形式之前制定的,这些旧政策不承认储能系统的灵活性,也无法营造公平的竞争环境。而许多政策正在更新辅助服务市场规则,以支持储能部署。电池储能系统增强电网灵活性和可靠性的能力得到了充分的证明,这也是主管机构倾向于首先关注电力批发市场的原因。同时需要更新的还有零售规则,并以此引起住宅和化石能源消费者对储能系统的兴趣。

  产业化 能源互联网“速效救心丸”有望补缺间歇性能源

  《2018储能产业应用研究报告》数据显示,用户侧储能主要包括工商业削峰填谷及需求侧响应。用户侧储能占全部应用规模的27%,其中工商业削峰填谷占用户侧储能的73%,是目前中国唯一进入商业化运行的电池储能领域。用户侧储能主要集中在华东、华南,占比分别为62%、26%。2017年新增用户侧储能项目基本集中在华东。

  近年来,以多种类型储能技术产业化不断进步,其中锂离子电池储能技术经济性显著提升,2016年其综合度电成本接近0.65元/千瓦时,2020年有望达到0.30元/千瓦时,2030年将接近0.12元/千瓦时,储能系统年利用小时数达200小时即可盈利。

  当然,技术上降低成本是一方面,随着电力体制改革的深化,储能也将迎来自己的黄金时期。从国际上的发展经验来看,美国、英国都已经或者正在经历这样的过程。

  今年1月9日,国家发改委、国家能源局联合下发《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》(以下简称《通知》),提出了到补贴全面取消前的过渡性政策,力推的平价上网、低价上网项目为分布式光伏发展及储能市场开拓了新增量。

  中关村储能技术联盟的研究报告显示,未来储能的商业化是否也类似于光伏的发展,可分为三个阶段来发展:2015-2020年,随着间歇性能源大增影响电网稳定运行,考虑政策补贴和初装补贴,部分地区的应用市场启动;2021-2025年,储能及新能源汽车体量放大,加速电池成本下降,考虑经济性和补贴,储能应用地区机场和将加速扩大;2030年以后,储能实现全面经济性,并与电力系统充分融合,仅考虑经济型,储能成为电力系统的必备环节。

  发电侧方面,储能可以与可再生能源的结合,平抑可再生能源的波动性。未来随着可再生能源规模的不断扩大,几乎难以避免会面临弃电的挑战,因此储能的加入只是时间的问题。

  此外,电储能参与电力辅助服务的商业模式也逐渐形成。尽管我国还处于电力市场的初级阶段,辅助服务补偿的价格机制仍不明朗,但在辅助服务提供者、提供方式、调节和评估指标、结算方式等方面已基本形成有章可循的交易机制,因此部分区域的电力辅助服务市场已逐步打开。

  清华大学电机系教授夏清说:储能对于电网来说,就像“速效救心丸”,关键时刻可以救电网的“命”。储能的前景值得期待。

  白皮书中指出,在政策和市场需求的双重驱动下,2018年中国储能市场在集中式可再生能源并网、辅助服务、电网侧和用户侧的应用均增速明显,尤其是电网侧,年增速更是达到2047.5%,这得益于国内电改所释放的政策红利和储能行业数年的积累。未来中国的储能产业将承载起越来越多的期望,必将凝聚更多的发展资源,形成更多的实用技术,催生更多的商业模式,创造更多的商业价值。预计到2019年年底,我国电化学储能累计投运规模将达到1.92吉瓦;预计到2023年,累计投运规模将接近20吉瓦。

  近年来,在储能领域,在国际市场,众多新兴市场都有不俗的表现,而在欧洲、亚洲更是存在大量的市场空白区域。有能力的中国企业正计划“走出去”,积极参与国际竞争。

  发展趋势 “新人”削峰填谷“可再生能源+储能”是必然选择

  近年来各区域电网及省网陆续发布了并网发电厂辅助服务的管理细则,对电力辅助服务的交易方法及效果补偿机制做了充分说明,为储能参与调峰调频辅助服务逐渐完善激励机制。

  用户侧方面,由于能够利用峰谷价差进行套利和电费管理,是储能项目最为活跃的市场。但是专家也指出,峰谷差价是计划产物,只能用于目前储能装备定价参考;且峰谷差价套利不具有无限放大性和长期可持续性。

  对于储能来说,除了应用于发电侧、电网侧以及用户侧相对静态的场景,移动储能的发展同样是未来的一大趋势,而在移动储能中,又以电动汽车的发展最受关注。

  储能是未来能源的宠儿,尤其是在能源互联网的体系之中。然而,近一年来,中国、韩国、比利时的锂电项目均出现了起火事故,特别是韩国第16座储能电站发生着火,储能安全问题牵动整个行业的神经。

  虽然“安全”也成了2018年储能行业关注的最大“热点”之一,但锂电的主流厂商在欧美市场保持比较低的事故率,部分项目的安全使用时间已经超过8年,国外很多有价值的经验已经转化成为规范和标准。这充分说明虽然锂电存在易燃、热失控的风险,但通过严格有效的管控、从安全角度提高准入门槛,并经过充分的安全测试与权威认证是可以保障锂电池储能系统安全性的。

  2018年,中国储能市场已经在某些特定领域爆发,2019年,中国能源研究会储能专委会/中关村储能产业技术联盟呼吁加强安全管理,持续推进标准与规范的建设,更理性、更健康地推动储能产业的发展。

  陈海生表示:虽然储能的春天已经到来,但是储能技术与产业发展还面临多方面的挑战。一是储能的多重价值未在当前价格体系中得到充分体现,储能的价格补偿机制尚未完全建立,储能等灵活性资源市场化交易机制和价格形成机制的建立仍需一定时间;二是储能技术本身仍需提高,特别是掌握自主知识产权和核心关键技术方面,有的储能关键技术或部件还不掌握。三是储能产品的成本和安全性等方面,仍需继续改善。

  中国能源研究会常务副理事长、国家能源局原副局长史玉波在致辞中表示,面对产业发展的形势与困难,储能行业应该在坚定发展信心和发展路线的基础上,加强统筹规划、技术创新和体制创新,逐步解决产业发展难题,力争实现三个同步:即技术水平提升和安全可靠应用的同步,政策市场机制完善和商业化开发的同步,回收利用体系建立和规模化发展的同步,促进储能产业健康发展。

  从“新人”的角度来看,可再生能源与储能某种程度上来讲是捆绑在一起的,因为一个不稳定,一个稳定,两者的结合可以更好地适应现有的能源基础;从老人的角度来看,储能对于传统能源,比如说在国内占据绝对优势的煤电,可以起到很好的调节作用,在可再生能源大量发展的时候找到自己新的发展路径。我们相信,中国建设“清洁低碳、安全高效”的现代能源体系道路上,必将持续推动储能产业高质量发展。

  根据中国能源研究会储能专委会2019年对全球储能项目库的不完全统计,全球新增电化学储能高速增长。其中,中国、韩国、美国、英国、日本、德国和澳大利亚这七国,占据了2018年全球新增电化学储能市场的94%。令人意想不到的是韩国。2017年他们的储能体量,尚与中国处于伯仲之间。在2018年短短一年时间里,韩国骤然发力,将同样高速增长的中、美、欧各国,大幅甩在身后,隐然间取得了“超强”的位置。而其余六国,则处在第二、三阵营之中。

  来源:中国石油新闻中心





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